Najpočasnejša nevtronska zvezda doslej je bila najdena na kozmičnem pokopališču

Nenavaden utripajoč radijski signal, ki prihaja iz "zvezdnega pokopališča", bi lahko bil dokaz za nov razred nevtronskih zvezd, meni mednarodna ekipa znanstvenikov. Signal pulzarja prihaja iz 53 milijonov let stare nevtronske zvezde, ki se vrti vsakih 76 s – zaradi česar je to najpočasnejša vrteča se nevtronska zvezda, ki so jo kdaj opazili. Zvezda je bila označena kot PSR J0901-4046 in jo je našel MeerKAT radijski teleskop v Južni Afriki.

Nevtronska zvezda je objekt z maso, podobno Soncu, vendar je bila zaradi gravitacije stisnjena do premera približno 20 km. Kotna količina se ohrani, ko je zvezda stisnjena, kar pomeni, da se rotacijska hitrost zvezde poveča – podobno kot vrteča se umetnostna drsalka pospeši, ko potegne roke.

Znano je, da vrteče se nevtronske zvezde oddajajo žarke radijskih valov, ki se opazovalcem na Zemlji zdijo kot impulzi. Proces radijskih emisij poganja vrtenje zvezde in ta prenos energije sčasoma upočasni vrtenje do točke, kjer naj bi se emisije ustavile.

Nepričakovane pulzacije

»Pri tem odkritju je presenetljivo, da se nahaja na pokopališču nevtronskih zvezd. To ga dela posebnega,« pojasnjuje Manisha Caleb na Univerzi v Sydneyju, ki je bil vodilni raziskovalec pri projektu. »V tej regiji ne pričakujemo radijskih pulzov. To odkritje je odprlo celotno neraziskano območje, kjer prej nismo iskali nevtronskih zvezd.«

"To je najpočasnejša znana nevtronska zvezda doslej," dodaja Caleb, ki je glavni avtor članka v Narava astronomija  ki opisuje odkritje. "Že dejstvo, da oddaja radijske valove, izziva naše podcenjevanje staranja nevtronskih zvezd."

Najpočasnejša nevtronska zvezda, ki so jo prej opazili, ima periodo 23.5 s, kar pomeni, da je ta nova najdba približno trikrat počasnejša. Zdi se, da ima PSR J0901–4046 vsaj sedem različnih vrst impulzov, od katerih so nekateri močno periodični. Ta raznolikost vrst pulzov je nekaj, kar raziskovalci pravijo, da še nikoli niso videli.

Kvaziperiodični impulzi

»Nobena druga znana nevtronska zvezda ne kaže te raznolikosti. "Kvaziperiodični" tip impulza je lahko posledica seizmičnih vibracij ali oscilacij nevtronske zvezde - kar bi lahko bil pomemben namig za mehanizem emisij, ki povzroča te izbruhe," pravi Caleb. »To je začetek novega razreda nevtronskih zvezd. Kako oziroma ali je to povezano z drugimi razredi, je treba še raziskati.«

Caleb, nekdanji sodelavec Univerze v Manchestru, pojasnjuje, da je opazovanje vključevalo več kot malo sreče. "Dejstvo, da je vir 'vklopljen' le približno 0.5 % rotacijskega obdobja, pomeni, da smo imeli veliko srečo, da je žarek presekal Zemljo," je dejala. "Morda pogrešamo celotno populacijo teh predmetov, za katere do zdaj sploh nismo vedeli, da obstajajo."

"Pulzarji so nevtronske zvezde z žarki sevanja, ki izhajajo iz njihovih magnetnih polov, ki med vrtenjem preletijo zemljo, kar astronomom omogoča, da jih zaznajo kot niz pravilnih impulzov," je soavtor Narava astronomija papir in astrofizik Univerze v Oxfordu, Ian Heywood, povedal Svet fizike. "Radijske teleskope lahko uporabimo za merjenje časa rotacije takšnih nevtronskih zvezd z izjemno natančnostjo, zaradi česar so pulsarji izjemno naključni viri za testiranje številnih vidikov astrofizike in temeljne fizike."

Naključno in temeljno

Heywood dodaja, da sta dve temeljni stvari, ki ju raziskovalci lahko opazujejo pri nevtronskih zvezdah, hitrost njihove rotacije in hitrost, s katero se ta rotacija upočasnjuje.

"Teorije o nevtronskih zvezdah predvidevajo, da bo pri nekaterih kombinacijah teh dveh vrednosti radijsko sevanje prenehalo in žarki bodo izginili," pravi. "Dejstvo, da vidimo radijsko sevanje iz tega predmeta s tako dolgim ​​obdobjem vrtenja, izpodbija nekatere od teh teorij."

Heywood poudarja, da vrednosti hitrosti vrtenja in upočasnitve PSR J0901–4046 - tehnično imenovane njegov prostor parametrov - označujejo kot nekaj novega.

"Različni razredi utripajočih nevtronskih zvezd zasedajo precej ločena področja prostora parametrov in to odkritje se usmerja k regijam, ki ne vsebujejo nobenega znanega razreda nevtronskih zvezd," pojasnjuje Heywood. »Morda ne gre za nov razred nevtronskih zvezd, temveč je naše razumevanje trenutno znane populacije nepopolno. Kakor koli že, to odkritje postavlja pod vprašaj naše razumevanje te vrste predmetov.«

Raziskovalci pravijo, da s popolnim izkoriščanjem podatkov iz MeerKAT in z združevanjem tehnik opazovanja teleskopskih projektov MeerTRAP in ThunderKAT upajo, da bodo iskali več predmetov, kot je PSR J0901–4046.

"Iskanje več teh nevtronskih zvezd bi se lahko izkazalo za bistveno za naše razumevanje populacije galaktičnih nevtronskih zvezd," zaključuje Caleb.